공기 중 세균·곰팡이 실시간 측정한다

정재희 세종대 교수·김병찬 KIST 박사 공동연구
사이클론 내부 초친수성 물질로 처리···미생물 100만 배 농축 성공
  
(왼쪽부터)정재희 세종대 교수, 김병찬 KIST 박사. <사진=한국연구재단 제공>(왼쪽부터)정재희 세종대 교수, 김병찬 KIST 박사. <사진=한국연구재단 제공>

공기 중 세균은 천식·알레르기같은 환경성 질환 또는 코로나19와 같은 감염성 질병을 유발할 수 있다. 이에 국내 연구진이 지하철 역 등 공기 중 떠다니는 세균의 농도를 실시간 탐지하는 기술을 개발했다.

한국연구재단(이사장 노정혜)은 정재희 세종대 교수와 김병찬 KIST 박사 연구팀이 공기 중 부유 미생물의 ATP(Adenosine Triphosphate·아데노신 삼인산) 농도를 탐지하는 바이오에어로졸(부유입자) 모니터링 시스템을 개발했다고 1일 밝혔다. 이는 환경성 질환이나 전염성 질병과 관련된 부유미생물을 포착, 안전한 생활환경 조성을 위해 다양하게 응용될 전망이다.

ATP는 세포가 호흡·대사 등 생명 활동을 하는데 필요한 에너지 공급원이다. 기존 배지에 시료를 배양해 부유미생물 집단의 수를 세는 방법은 하루 이상이 소요되기에 부유미생물의 ATP에 반응하는 발광효소를 이용한 다양한 실험이 시도돼 왔다. 

하지만 극저농도인 부유미생물 농축에 한계가 있었고 상온시 저활성되는 발광효소의 특성상 장시간 연속적 모니터링에 어려움이 있었다.

연구팀은 사이클론(원심력을 이용한 분리 장치) 내부 표면을 균일한 액막이 형성되도록 초친수성 물질로 처리, 부유미생물을 액상으로 100만 배 까지 농축하는 데 성공했다. 이를 통해 상온에서도 한 달 이상 활성을 유지할 수 있도록 발광효소를 고정화해 지속적인 모니터링을 할 수 있도록 했다.

연구팀이 서울시 내 6개 지하철 역사에서 개발된 시스템을 적용해 5분마다 연속적으로 부유 미생물 농도를 측정한 결과 기존 콜로니(집단) 측정법으로 잰 농도와 근사했다.

이번 연구 결과는 국제 학술지 'ACS 센서(ACS Sensors)'에 지난 2월 28일 자 표지 논문으로 게재됐다.

실시간 부유미생물 모니터링 장비(ABMS). <사진=한국연구재단 제공>실시간 부유미생물 모니터링 장비(ABMS). <사진=한국연구재단 제공>
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